(57)【要約】【課題】既設の木造住宅の外壁に付設することができ、かつ、施工時の作業性を向上することができる耐力壁パネルを提供する。【解決手段】木造住宅の外壁Ｗに付設する耐力壁パネル１を、中空四角形に形成された鋼製枠材１１と該枠材１１に四辺が接合された鋼製エキスパンドメタル１２とでなる３枚のパネル分割体１０…１０と、これらパネル分割体１０…１０を上下方向に並べた状態で隣接する辺部同士を連結する２枚の鋼製連結部材２０，２０とを用いて構成する。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
木造住宅に用いられる耐力壁パネルであって、
中空四角形の金属製枠材と該枠材に四辺が接合された金属製面材とでなる複数枚のパネル分割体と、
これらパネル分割体を上下方向に並べた状態で隣接する辺部同士を連結する連結部材とで構成されていることを特徴とする耐力壁パネル。
【請求項２】
前記請求項１に記載の耐力壁パネルにおいて、
前記金属製面材は、エキスパンドメタルであることを特徴とする耐力壁パネル。
【請求項３】
前記請求項１に記載の耐力壁パネルにおいて、
前記金属製面材は、パンチングメタルであることを特徴とする耐力壁パネル。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、木造住宅に用いられる耐力壁パネルに関し、耐力壁の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地震等で大きな外力が掛かった場合も住宅の壁構造を支持可能な耐力壁パネルが知られている。例えば特許文献１には、パネル外周を形成するフレームと、このフレームに接合された孔あき鋼板とを有する耐力壁パネルが開示されている。その場合、孔あき鋼板は、フレームの長手方向に複数に分割されている。
【０００３】
これにより、耐力壁パネルに水平方向の外力が掛かっても、効果的にエネルギを吸収することができ、フレームの局部変形や接合部の破断等が防止されるようになる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８１１５６号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記耐力壁パネルは、そもそも住宅建築時に用いられるものであるので、表裏方向に厚さの厚い形鋼を組み合わせてなるフレームが用いられていることから、既設の木造住宅の外壁に付設する構造ではなく、また、例え付設したとしても、美観を損なうものにしかならない。さらに、個々には軽量である孔あき鋼板を複数枚フレームに取り付けて一体とした重量物の耐力壁パネルを施工時に取り扱うので、作業性に問題がある。
【０００６】
そこで、本考案は、既設の木造住宅の外壁に付設することができ、かつ、施工時の作業性を向上することができる耐力壁パネルの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本考案は次のように構成したことを特徴とする。
【０００８】
まず、請求項１に記載の考案は、木造住宅に用いられる耐力壁パネルであって、中空四角形の金属製枠材と該枠材に四辺が接合された金属製面材とでなる複数枚のパネル分割体と、これらパネル分割体を上下方向に並べた状態で隣接する辺部同士を連結する連結部材とで構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の考案は、前記請求項１に記載の耐力壁パネルにおいて、前記金属製面材は、エキスパンドメタルであることを特徴とする。
【００１０】
そして、請求項３に記載の考案は、前記請求項１に記載の耐力壁パネルにおいて、前記金属製面材は、パンチングメタルであることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
まず、請求項１に記載の考案によれば、耐力壁パネルは複数枚のパネル分割体を上下方向に並べた状態で連結部材で連結する構成であるので、剛性とエネルギ吸収機能とを維持しつつ表裏方向の厚さを薄く設定可能となり、既設の木造住宅の外壁に付設することができる。
【００１２】
さらに、パネル分割体を上下方向に隣接させ、順次連結部材で連結すれば、施工時に金属製枠材と金属製面材とでなる一枚当り軽量のパネル分割体を取り扱えばよく、施工時の作業性を向上することができる。
【００１３】
そして、請求項２あるいは請求項３に記載の考案によれば、金属製面材にエキスパンドメタルあるいはパンチングメタルを用いることにより、いずれの場合にも耐力壁パネルとしての剛性とエネルギ吸収機能とを維持しつつ効果的に軽量化を図ることができる。その上で、エキスパンドメタルあるいはパンチングメタル特有の規則的な紋様により、美観を損なうことはない。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本考案の実施の形態に係る耐力壁パネルについて説明する。
【００１５】
図１に示すように、この耐力壁パネル１は、木造住宅Ｈの外壁Ｗに付設するものである。
【００１６】
図２〜４に示すように、耐力壁パネル１は、外壁Ｗに備えられた木材製の上方の梁Ｗ１、下方の土台Ｗ２、及び左右の柱Ｗ３，Ｗ３に固定されて付設されると共に３枚のパネル分割体１０…１０が上下方向に並べられており、隣接するパネル分割体１０，１０の辺部同士が左右方向に延びる板状の連結部材２０で連結された構造とされている。なお、図例の耐力壁パネル１は、縦寸法が約２７８０ｍｍ、横寸法が約９６０ｍｍである。
【００１７】
各パネル分割体１０は、厚さ６ｍｍの板状の一般構造用圧延鋼材を溶接により中空四角形に形成した枠材１１と、枠材１１の一方の面に溶接により接合された厚さ３．２ｍｍの一般構造用圧延鋼材製エキスパンドメタル１２とを備えており、縦寸法が約９２７ｍｍ、横寸法が約９６０ｍｍ、重量が約１０ｋｇである。また、パネル分割体１０の辺部には、所定ピッチＰで複数のねじ孔１０ａ…１０ａが設けられており、その場合、左列のねじ孔１０ａ…１０ａと右列のねじ孔１０ａ…１０ａとの間の間隔は、およそ９１０ｍｍとされている。そして、施工時には、パネル分割体１０のエキスパンドメタル１２が接合された面は、裏側に向けられる。なお、前記エキスパンドメタル１２には、例えばＪＩＳ  Ｇ  ３３５１のＸＳ  ６２等が使用される。
【００１８】
また、厚さ６ｍｍの一般構造用圧延鋼材製連結部材２０は、左右の柱Ｗ３，Ｗ３に干渉しない長さとされると共に一方の面に左右方向上下２列に前述した所定ピッチＰで複数のねじ棒２１…２１が立設されており、ねじ棒２１…２１と前記パネル分割体１０に設けられたねじ孔１０ａ…１０ａとを介し、隣接するパネル分割体１０，１０同士は前記ねじ棒２１…２１に螺合するナット２２…２２で連結されるようになっている。なお、図例では、前記ピッチＰは約１００ｍｍである。
【００１９】
ここで、この耐力壁パネル１の施工方法の一例について、図２〜４を用いて説明する。
【００２０】
上方の梁Ｗ１、下方の土台Ｗ２、及び左右の柱Ｗ３，Ｗ３を利用して外壁Ｗに耐力壁パネル１を付設する場合、まず、１枚目のパネル分割体１０の上側及び左右の辺部を、ねじ孔１０ａ…１０ａに挿通された複数の四角ビットビス３１…３１で梁Ｗ１及び柱Ｗ３，Ｗ３に固定する。その場合、１枚目の連結部材２０を、予め１枚目のパネル分割体１０の裏側に配設しておく。すなわち、表側に向かって突出する連結部材２０のねじ棒２１…２１のうち上側のものを１枚目のパネル分割体１０の下側辺部のねじ孔１０ａ…１０ａに挿通させると共にねじ棒２１…２１にナット２２…２２を締め込んでおく。
【００２１】
次いで、２枚目のパネル分割体１０を１枚目のパネル分割体１０の直下方に配設するが、その場合、１枚目の連結部材２０のねじ棒２１…２１のうち下側のものを２枚目のパネル分割体１０の上側辺部のねじ孔１０ａ…１０ａに挿通させると共にねじ棒２１…２１にナット２２…２２を締め込み、１枚目及び２枚目のパネル分割体１０，１０を１枚目の連結部材２０で連結する。
【００２２】
次いで、複数の四角ビットビス３１…３１で２枚目のパネル分割体１０の左右辺部を左右の柱Ｗ３，Ｗ３に固定する。なお、その場合にも、２枚目の連結部材２０を、予め２枚目のパネル分割体１０の裏側に配設しておくのは、前述した通りである。
【００２３】
次いで、３枚目のパネル分割体１０を２枚目のパネル分割体１０の直下方に配設するに当り、２枚目の連結部材２０のねじ棒２１…２１のうち下側のものを３枚目のパネル分割体１０の上側辺部のねじ孔１０ａ…１０ａに挿通させると共にねじ棒２１…２１にナット２２…２２を締め込み、２枚目及び３枚目のパネル分割体１０，１０を２枚目の連結部材２０で連結する。
【００２４】
そして、複数の四角ビットビス３１…３１で３枚目のパネル分割体１０の下側及び左右辺部を土台Ｗ２及び左右の柱Ｗ３，Ｗ３に固定する。なお、前述した手順は一例であって、状況に応じて順番が入れ替わっても構わない。
【００２５】
次に、他の実施の形態として、図５に示すように、連結部材２０をパネル分割体１０の裏側ではなく表側に配設してもよい。すなわち、枠材１１の表側の上側あるいは下側辺部に、左右方向に所定ピッチＰで複数のねじ棒１３…１３が立設されており、ねじ棒１３…１３と連結部材２０に左右方向上下２列に所定ピッチＰで設けられた複数のねじ孔２０ａ…２０ａとを介し、隣接するパネル分割体１０，１０同士をナット２２…２２で連結するようになっている。この場合にも、パネル分割体１０のエキスパンドメタル１２が接合された面は、裏側に向けられる。
【００２６】
施工時には、四角ビットビス３１…３１で３枚のパネル分割体１０…１０を外壁Ｗに固定したのち、２枚の連結部材２０，２０のねじ孔２０ａ…２０ａにパネル分割体１０…１０のねじ棒１３…１３を挿通させるように連結部材２０，２０を配設し、ねじ棒１３…１３にナット２２…２２を締め込むことによりパネル分割体１０…１０を連結部材２０，２０で連結することになる。
【００２７】
ここで、図２〜４に示した構成の耐力壁パネル１の水平せん断耐力試験について説明する。
【００２８】
図６に示すように、耐力壁パネル１は、四角ビットビス３１…３１で上側及び下側基礎フレームＡ１，Ａ２間に支持された木材製の梁Ｗ１、土台Ｗ２、及び柱Ｗ３，Ｗ３に固定される。その場合、梁Ｗ１は、上側基礎フレームＡ１に対して水平方向に移動可能とされている。なお、柱Ｗ３，Ｗ３の上部は、２つのホールダウン金物Ｂ，Ｂを使用して梁Ｗ１に、一方、下部は、４つのホールダウン金物Ｂ…Ｂを使用して土台Ｗ２に固定されている。
【００２９】
そして、梁Ｗ１の一側方に設置されて矢印で示すように正負交番加力可能な油圧ジャッキＣにより梁Ｗ１つまり耐力壁パネル１上部に水平荷重が負荷され、ロードセルＤにより荷重が検出されると共に図示しない適宜の変位計により水平方向の変位が測定される。その場合、せん断変形角が１／６００，１／４５０，…ｒａｄとなるように荷重を負荷し、また、各ステップで３回の正負加力を行なって都度負荷荷重が測定される。
【００３０】
そして、耐力壁パネル１には、前述した固定ピッチＰが約１００ｍｍのものに加え、約２００ｍｍのものも供試されている。さらに、固定ピッチＰが約１００ｍｍのものについては、この耐力壁パネル１を外壁Ｗに敷設した場合を模擬するため、梁Ｗ１、土台Ｗ２、及び柱Ｗ３，Ｗ３との間に厚さ約３８ｍｍのスペーサを介装したものも供試されている。
【００３１】
試験結果を表１に示す。この場合、各せん断変形段階における荷重として、平均値を採用している。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
そして、図７に試験体番号１における「押し」の場合について例示するように、実験で得られた変位と荷重との関係を示す包絡線から求めた完全弾塑性モデルに基づき、所定の手順にしたがって壁倍率が推定された。その結果を表２に示すように、前記構成の耐力壁パネル１を適用することにより、例えば建築基準法施行令第４６条に規定のうち、９ｃｍ角の木材製の筋かいをたすき掛けに設けた軸組の場合の壁倍率５を超える高い壁倍率が得られることがわかった。また、固定ピッチＰが約１００ｍｍの方が約２００ｍｍより若干高い壁倍率が得られ、スペーサを介装することにより壁倍率が若干低くなることもわかった。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
以上のように構成したことにより、耐力壁パネル１は複数枚のパネル分割体１０…１０を上下方向に並べた状態で連結部材２０，２０で連結する構成であるので、剛性とエネルギ吸収機能とを維持しつつ前後方向の厚さを薄く設定可能となり、既設の木造住宅Ｈの外壁Ｗに付設することができる。
【００３６】
さらに、パネル分割体１０，１０を上下方向に隣接させ、順次連結部材２０で連結すれば、施工時に金属製枠材１１と金属製面材であるエキスパンドメタル１２とでなる一枚当り軽量のパネル分割体１０を取り扱えばよく、施工時の作業性を向上することができる。
【００３７】
そして、金属製面材にエキスパンドメタル１２を用いることにより、耐力壁パネル１としての剛性とエネルギ吸収機能とを維持しつつ効果的に軽量化を図ることができる。その上で、エキスパンドメタル１２特有の規則的な紋様により、美観を損なうことはない。なお、説明を省略したが、エキスパンドメタル１２に代えて、金属製面材に適宜形状の孔部を有するパンチングメタルを使用することができ、その場合にも前述したと同じ作用効果が得られるようになる。
【００３８】
なお、本考案は、具体的に詳述した前記実施の形態に限定されることはなく、本考案の趣旨に沿うものであればよい。
【００３９】
例えば、数字で具体的に示した枠材１１、エキスパンドメタル１２、及び連結部材２０の厚さ等は一例であって、適用箇所に応じて適宜の寸法のものが使用される。
【００４０】
また、前記実施の形態では、耐力壁パネル１に３枚のパネル分割体１０…１０を使用したが、２枚でもよく、また、４枚でもよい。
【００４１】
また、連結部材でパネル分割体同士を連結するに当り、施工性に問題を生じなければ、これらを一般的なボルトナットで連結してもよいし、ナットを裏側に配設してもよい。
【００４２】
また、パネル分割体１０や連結部材２０は一般構造用圧延鋼材製であったが、ステンレス鋼製でもよく、さらに、アルミニウム製や銅製であってもよく、それぞれ適宜の剛性を付与することができると共にそれぞれ特有の風合いが醸し出されるようになる。
【００４３】
そして、パネル分割体１０や連結部材２０の少なくとも表側となる面に、めっきや塗装等の防食処理を施してもよい。これにより、耐久性を向上することができるだけでなく、美観の点で外壁Ｗへの付設に一層好適となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上説明したように、本考案によれば、既設の木造住宅の外壁に付設することができ、かつ、施工時の作業性を向上することができる耐力壁パネルが提供される。すなわち、本考案は、耐力壁の技術分野に広く好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本考案の実施の形態に係る耐力壁パネルを付設した木造住宅の斜視図である。
【図２】おもにパネル分割体及び連結部材の構成を示す正面図である。
【図３】外壁に付設された耐力壁パネルの正面図である。
【図４】図３のＩＩ−ＩＩ線による拡大断面図である。
【図５】パネル分割体同士の別なる連結構造を示す図４に対応する断面図である。
【図６】耐力壁パネルの水平せん断耐力試験状態を示す図である。
【図７】試験結果の一例であって、変位と荷重との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      耐力壁パネル
１０    パネル分割体
１１    枠材（金属製枠材）
１２    エキスパンドメタル（金属製面材）
２０    連結部材
Ｈ      木造住宅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003126116.tif 000008
【図５】
0003126116.tif 000009
【図６】
0003126116.tif 000010
【図７】
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